陶瓷基复合材料界面学习教案

1、会计学1陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料(f h ci lio)界面界面第一页，共16页。第2页/共16页第二页，共16页。对于颗粒增强对于颗粒增强(zngqing)的复合材料来说，可以计算得的复合材料来说，可以计算得到：到：若若VP = 0.25dvdNIPA62)(5 . 12mdIA第3页/共16页第三页，共16页。从晶体学角度看，界面从晶体学角度看，界面(jimin)有共格、半共格和非共格三种。有共格、半共格和非共格三种。第4页/共16页第四页，共16页。 第5页/共16页第五页，共16页。浸润性代表浸润性代表(dibio)了一种液体在一种固体表面扩展的能力。了一种液体在一种固体表面扩展的

2、能力。 第6页/共16页第六页，共16页。当一个液滴在固体界面时，在热力学上只有当一个液滴在固体界面时，在热力学上只有sl + lv sv液滴才能在固体表面扩展开来。液滴才能在固体表面扩展开来。达到达到(d do)平衡的条件是：平衡的条件是：sl + lv cos = sv其中其中就是接触角：就是接触角： cos1lvslsv第7页/共16页第七页，共16页。 = 0时，液体完全浸润固体；时，液体完全浸润固体； 0 90时就认为时就认为(rnwi)不发生液体浸润。不发生液体浸润。浸润与界面的粘结是不同的，浸润只是强粘结界面的必要条件，而浸润与界面的粘结是不同的，浸润只是强粘结界面的必要条件，而

3、非充分条件。非充分条件。第8页/共16页第八页，共16页。两相界面的粘结两相界面的粘结(zhn ji)（粘接、粘合或粘着等）方式有多种，如（粘接、粘合或粘着等）方式有多种，如静电粘结静电粘结(zhn ji)、机械作用粘结、机械作用粘结(zhn ji)、浸润粘结、浸润粘结(zhn ji)、反应、反应粘结粘结(zhn ji)等等。等等。对于陶瓷基复合材料来讲，界面的粘结对于陶瓷基复合材料来讲，界面的粘结(zhn ji)形式主要有两种，形式主要有两种，即机械粘结即机械粘结(zhn ji)和化学粘结和化学粘结(zhn ji)。 机械粘结机械粘结(zhn ji) 由于基体的收缩率较大，冷却收缩后基体将增

4、强相包裹产由于基体的收缩率较大，冷却收缩后基体将增强相包裹产生压生压应力。应力。 通过渗透、高温扩散等基体渗入或浸入增强纤维的表面而通过渗透、高温扩散等基体渗入或浸入增强纤维的表面而形成形成机械结合。机械结合。第9页/共16页第九页，共16页。界面界面(jimin)的剪应力的剪应力为：为：i = i为摩擦系数，为摩擦系数，通常，通常，0.1 - 0.6机械粘结为低能量机械粘结为低能量弱粘结，其界面弱粘结，其界面(jimin)强度较强度较化学粘结低。化学粘结低。第10页/共16页第十页，共16页。 化学粘结化学粘结通过原子或分子的扩散在界面通过原子或分子的扩散在界面(jimin)上形成了固溶体或化上形成了固溶体或化合物，此时即为化学粘结。合物，此时即为化学粘结。扩散控制的反应中，有扩散控制的反应中，有其中，其中，x 是反应区的厚度，是反应区的厚度，D是扩散系数，是扩散系数，t 则为时间。而且则为时间。而且 D 可按照可按照Arrhenius方程计算：方程计算：Dtx )exp(0RTQDD第11页/共16页第十一页，共16页。4.5.1界面界面(jimin)的作用的作用第12页/共16页第十二页，共16页。第13页/共16页第十三页，共16页。4.5.2 界面界面(jimin)的改善的改善第